Leviathan Creek sous une mine à ciel ouvert abandonnée, un site EPA Superfund dans la Sierra Nevada, où les dépôts d'oxyde de fer recouvrent le fond du cours d'eau. Crédit :David Herbst
De nombreux kilomètres de ruisseaux et de rivières aux États-Unis et ailleurs sont pollués par des métaux toxiques dans les eaux de ruissellement acides provenant de sites miniers abandonnés, et d'importants investissements ont été faits pour nettoyer le drainage minier acide sur certains sites. Une nouvelle étude basée sur les données de surveillance à long terme de quatre sites dans l'ouest des États-Unis montre que les efforts de nettoyage peuvent permettre aux cours d'eau touchés de retrouver des conditions proches de la nature dans les 10 à 15 ans suivant le début des travaux de dépollution.
Les quatre bassins hydrographiques touchés par l'exploitation minière, situés dans les régions minières de montagne de Californie, Colorado, Idaho, et Montana - ont tous été désignés comme sites Superfund dans le cadre de la réponse environnementale globale, Compensation, et la Loi sur la responsabilité (CERCLA), qui aide à financer le nettoyage des sites de déchets toxiques aux États-Unis. Ils font partie des rares sites de drainage minier acide où les scientifiques ont mené des études approfondies pour surveiller l'efficacité des efforts d'assainissement.
« La bonne nouvelle de leur part est que les investissements du Superfund peuvent restaurer la qualité de l'eau et la santé écologique des cours d'eau, " a déclaré David Herbst, chercheur à l'UC Santa Cruz et co-auteur d'un article sur les nouvelles découvertes qui sera publié dans le numéro de juin de Sciences de l'eau douce . Le document est actuellement disponible en ligne.
Au cours des deux dernières décennies, Herbst a surveillé les cours d'eau touchés par le drainage minier acide de la mine Leviathan dans le centre de la Sierra Nevada. La nouvelle étude s'est développée à partir de discussions qu'il a eues avec d'autres scientifiques impliqués dans des études à long terme de sites similaires.
"Il n'y a pas beaucoup de ces études à long terme sur les bassins hydrographiques touchés, et en combinant nos données nous avons pu identifier les fils conducteurs de récupération entre ces différents sites, " dit Herbst.
Évaluer le rétablissement de la vie aquatique dans les ruisseaux et rivières fortement pollués par les mines abandonnées, les chercheurs ont combiné les données d'un suivi à long terme sur des périodes de 20 ans ou plus. Ils ont utilisé des insectes aquatiques et d'autres espèces d'invertébrés (comme les vers plats et les escargots) comme indicateurs du rétablissement de la santé écologique, avec des ruisseaux non pollués à proximité servant de normes de comparaison.
Même avec des mélanges différents de métaux toxiques et des pratiques de traitement différentes utilisées pour contrôler la pollution sur chaque site, les études ont documenté un rétablissement réussi à des conditions proches de la nature en 10 à 15 ans. Une grande partie de la récupération a été rapide, survenant au cours des premières années de traitement.
A quelques kilomètres en aval de la mine, un rétablissement important de la qualité de l'eau et de la vie aquatique s'est produit depuis l'assainissement du drainage minier acide. Crédit :David Herbst
« Ces résultats prometteurs et ces voies partagées suggèrent que même des problèmes environnementaux redoutables peuvent être résolus compte tenu des efforts et des investissements, " dit Herbst.
La recherche a également révélé que les sites partageaient des réponses communes malgré les différences dans les espèces de vie aquatique présentes dans cette vaste région géographique. Habitudes alimentaires partagées, modèles de développement, et les caractéristiques comportementales ont unifié la façon dont les invertébrés des cours d'eau ont réagi à l'atténuation des polluants métalliques.
Espèces avec des caractéristiques telles que se nourrir d'algues, cycles de vie longs, et s'accrocher à la surface des pierres est devenu de plus en plus courant à mesure que la toxicité diminuait avec le temps. Les espèces qui étaient plus répandues lorsque les concentrations de métaux étaient plus élevées présentaient des caractéristiques telles qu'un développement rapide, cycles de vie courts, se nourrissant de dépôts de matière organique, et une capacité à s'échapper rapidement du fond en dérivant dans l'écoulement de l'eau.
Les espèces les plus sensibles aux métaux toxiques sont les éphémères, phlébotomes, et les phryganes. À travers tous les ruisseaux, la perte de ces insectes sensibles s'est produite à un niveau de toxicité prédit par des essais biologiques en laboratoire basés sur les niveaux combinés des métaux toxiques présents.
« La convergence de ces réponses à travers les cours d'eau et à un niveau compatible avec la façon dont les critères de qualité de l'eau sont établis soutient les lignes directrices établies pour les conditions chimiques qui protègent les écosystèmes des cours d'eau et des rivières, " dit Herbst.
La toxicité additive des métaux présents a déterminé la réponse aux polluants, il a noté, montrant que les normes de qualité de l'eau devraient être basées sur les métaux présents combinés plutôt que individuellement pour chaque métal. En d'autres termes, même si un métal est en dessous de son niveau toxique, lorsqu'il est présent avec d'autres métaux, l'effet combiné peut dépasser la tolérance de la vie aquatique.
« Il est essentiel de tenir compte de ce facteur dans la façon dont les normes de qualité de l'eau pour les métaux sont appliquées, " dit Herbst.
